2000 Fiscal Year Annual Research Report

複合機能化材料設計

Research Project

Project/Area Number	11221201
Research Institution	Hirosaki University
Principal Investigator	古屋泰文弘前大学, 理工学部, 教授 (20133051)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	増本博東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (50209459) 一條健司弘前大学, 理工学部, 助手 (30312482) 佐藤裕之弘前大学, 理工学部, 助教授 (10225998) 木村久道東北大学, 金属材料研究所, 助手 (00161571)
Keywords	材料協調設計 / 複合機能 / 多重機能 / 知的材料 / アクチュエータ / センサ材料 / ミクロ組織制御 / 界面
Research Abstract	本課題で分類した4つのテーマから以下の研究成果が得られた。 1.金属系センサ・アクチュエータ機能要素材料の設計・開発 "電磁浮遊液体急冷凝固線材・薄帯作成装置"(単ロール)を試作し、そのプロセス条件の探索から線径0.03〜0.1mm、板厚30〜120μm,幅2〜20mm、長さ1mm〜50cm程度までの各種金属系要素材料の作成が可能になった。また、Ti_<50>Ni_<50-x>Cu_x(X=0^〜20at%)急冷薄板で、Cu=8at%以上で変態温度幅(ΛΓ-MΓ)≦10℃となる早い応答性を有するTiNiCu系アクチュエータへの展開が開いた。高温型等比Ru-Ta系で、Ta組成をTa=46^〜54at%範囲で変えて逆変態温度Tr=800^〜1200℃に達することをDSCで確認した。さらに、結晶異方性を有する急冷凝固Fe-29.6atPd合金薄板を作製して、その逆変態温度(Λs〜ΛΓ)近傍で、外部磁場によるマルテンサイト双晶(Twin)の再配列などにより巨大磁歪(0.6Teslaで600ppm)の発生を確認できた。 2.多層構造膜系材料設計・開発独自な多元型薄膜作製装置(横型ホットウォールCVD炉)一式を試作し、Si系電極材料や圧電体材料(チタン酸バリウム(BTO))を用いて、CVD法により単体薄膜材料の製造プロセス条件のメドをつけることが出来た。そのBTOの比誘電率εrと誘電損失tanδの周波数依存性および温度依存性、さらには分極率(P)-電界(E)ループ特性を測定できた。 3.複合機能化コンポジット設計・開発 TiNi繊維強化/606lAl合金に用いたコンポジソトをホットブレスで作成し、高温側材料強化を実験で確認。磁性記憶合金の応力誘起型相変態と形状回復機能を生かした、表層内部損傷部を磁気ノイズで非破壊評価でき、かつその修復機能を有する"スマートボード(Smart Board)"を設計した。 4.料組織解析・特性の相関性・予測急冷薄帯(リボン)材料では、微細で大きな結晶異方性組織(微細柱状結晶)が出来てくること、それらの結晶界面は、低角度(Σ値)粒界主体の配列になっていることが電子線反射チャンネリングパターン結晶(SEM/EBSP)解析で明らかになった。しかし、もっと大きな形状記憶相変態ひずみは、急冷後、数十分の短時間焼鈍で得られる結果も明らかにした。また、複合機能化コンポジットの材料特性の理論予測に関しては、非線形効果を取り入れた有限要素法(FEM)によりその強度向上効果を解析して、実験結果とほぼ一致する結果を得ることができた。

Research Products
(8 results)

All Other

All Publications (8 results)

[Publications] Y.Furuya: "Rapid-Solidified Matallic Actuator Materials Developed by Electromagnetic Nozzleless Melt Spinning Method."Mat.Res.Soc.Symp.Proc.(MRS). Vol.604. 109-116 (2000)
[Publications] Y.Furuya and J.Tani: "Researches of Smart Materials in Japan"Materials Science Forum. 327-328. 91-98 (2000)
[Publications] 古屋,M.Wuttig,山浦,木村(久),小野木,渡邊: "急冷凝固Fe-Pd合金薄帯での熱-磁気-機械的材料特性"日本機械学会2000年,講演論文集、. No.00-1,. 389-390 (2000)
[Publications] 木村,井上,笹森,大坪,和久: "非晶質合金線材の作製と機械的性質"粉体および粉末冶金. 47. 427-432 (2000)
[Publications] 古屋,田本,木村,井上: "複合機能化センサ・アクチュエータ薄板・繊維要素材料作成のための液体急冷加工プロセス装置開発とその材料特性"日本機械学会第8回機械材料・材料加工技術講演会. 138-139 (2000)
[Publications] H.Masumoto,Tohma,Goto,Sminova,Masuda,Hirai: "Dielectric Properties of Ba-Ti-O Thin Films Prepared by MOCVD"12^<th> IEEE Symp. on the Application of Ferroelectrics, ISAF-2000(Hawai, July31-Aug.2,. ISAF-2000. 117-122 (2000)
[Publications] 古屋泰文: "金属便覧"丸善(株). 1182 (2000)
[Publications] Y.Furuya: "COMPREHENSIVE COMPOSITE MATERIALS, edit. by A. Kelly(2000), Vol 5"Elsevier Science Ltd., Pergamon Press. 378 (2000)

2000 Fiscal Year Annual Research Report

複合機能化材料設計

Principal Investigator

古屋 泰文 弘前大学, 理工学部, 教授 (20133051)

Research Products

[Publications] Y.Furuya: "Rapid-Solidified Matallic Actuator Materials Developed by Electromagnetic Nozzleless Melt Spinning Method."Mat.Res.Soc.Symp.Proc.(MRS). Vol.604. 109-116 (2000)

[Publications] Y.Furuya and J.Tani: "Researches of Smart Materials in Japan"Materials Science Forum. 327-328. 91-98 (2000)

[Publications] 古屋,M.Wuttig,山浦,木村(久),小野木,渡邊: "急冷凝固Fe-Pd合金薄帯での熱-磁気-機械的材料特性"日本機械学会2000年,講演論文集、. No.00-1,. 389-390 (2000)

[Publications] 木村,井上,笹森,大坪,和久: "非晶質合金線材の作製と機械的性質"粉体および粉末冶金. 47. 427-432 (2000)

[Publications] 古屋,田本,木村,井上: "複合機能化センサ・アクチュエータ薄板・繊維要素材料作成のための液体急冷加工プロセス装置開発とその材料特性"日本機械学会第8回機械材料・材料加工技術講演会. 138-139 (2000)

[Publications] H.Masumoto,Tohma,Goto,Sminova,Masuda,Hirai: "Dielectric Properties of Ba-Ti-O Thin Films Prepared by MOCVD"12^<th> IEEE Symp. on the Application of Ferroelectrics, ISAF-2000(Hawai, July31-Aug.2,. ISAF-2000. 117-122 (2000)

[Publications] 古屋泰文: "金属便覧"丸善(株). 1182 (2000)

[Publications] Y.Furuya: "COMPREHENSIVE COMPOSITE MATERIALS, edit. by A. Kelly(2000), Vol 5"Elsevier Science Ltd., Pergamon Press. 378 (2000)

古屋泰文弘前大学, 理工学部, 教授 (20133051)